Relatividad y componentes de una forma 1

Tengo una pregunta sobre Misner, Charles W.; Thorne, Kip S.; Wheeler, John Archibald (1973), Gravitación ISBN 978-0-7167-0344-0. Es un libro sobre la teoría de la gravitación de Einstein.

En la página 313, el ejercicio 13.2. "Practice with Metric" presenta una variedad de cuatro dimensiones en coordenadas esféricas + v que tiene un elemento de línea

d s 2 = ( 1 2 METRO / r ) d v 2 + 2 d v d r + r 2 ( d θ 2 + s i norte 2 θ d ϕ 2 ) .

La pregunta (b) es:

Definir un campo escalar t por

t v r 2 METRO en ( ( r / 2 METRO ) 1 )
¿Cuáles son los componentes covariantes y contravariantes de la forma 1? d t (igual a tu tilde)? cual es la longitud al cuadrado tu 2 del vector correspondiente? Muestra esa tu es temporal en la región R > 2 METRO .

Mi intento:

Primero diferencie para obtener la forma 1 d t :

d t = d v d r d r / 2 METRO 1 ( r / 2 METRO ) 1 = d v d r ( 1 + 1 r 2 METRO )

Sin embargo, la corrección dice que tu r = 1 / ( 1 2 METRO / r ) que no es equivalente a lo que escribí. ¿Dónde está mi error?

Entiendo que la longitud al cuadrado de tu proviene del término distinto de cero v covariante y contravariante: 1 1 / ( 1 2 METRO / r ) y la r, ϕ y θ los términos tienen cero componentes en los términos contravariantes.

Ahora, para demostrar que es temporal en una determinada región, necesito hacer el producto escalar de dt con los componentes espaciales y encontrar cero. Para los ángulos, parece bastante trivial, pero para r , no estoy seguro de cómo mostrar eso d t d r = 0 . ¿Podría alguien ayudarme por favor?

tu expresión para d t es dimensionalmente inconsistente. No tiene sentido escribir 1 + 1 r 2 METRO desde r y METRO son largos.
@G.Smith Typo, olvidé ar en la parte superior.
¿ De dónde vendría eso ? Lo que pertenece arriba es el 2 METRO que la respuesta de Leah señaló. Mi punto es que la inconsistencia dimensional debería haber sido una pista de que no diferenciaste correctamente.

Respuestas (1)

olvidaste el 2 METRO multiplicado por el en ( r / 2 METRO 1 ) .

d t = d v d r 2 METRO r / 2 METRO 1 1 2 METRO d r

d t = d v ( 1 + 1 r / 2 METRO 1 ) d r

d t = d v 1 1 2 METRO / r d r

Ahora tienes tu v = 1 , tu r = 1 / ( 1 2 METRO / r ) , tu θ = tu φ = 0

tu v = gramo v m tu m = 1 tu r = 1 / ( 1 2 METRO / r ) y tu r = gramo r m tu m = 1 tu v + ( 1 2 METRO / r ) tu r = 1 1 = 0

tu m tu m = 1 / ( 1 2 METRO / r ) es negativo en la región r > 2 METRO y por lo tanto temporal.